核電退役市場(chǎng)究竟有多誘人?至少1000億美元
核電退役市場(chǎng)究竟有多誘人?至少1000億美元
法國(guó)、英國(guó)和俄羅斯的退役市場(chǎng)規(guī)模分別達(dá)到215億美元、187億美元和135億美元;亞太地區(qū)僅次于歐洲，為203億美元;北美市場(chǎng)規(guī)模最小，為82億美元。
6月23日，核一君從中廣核方面獲悉，該集團(tuán)與比利時(shí)SARENS集團(tuán)在京簽署了一項(xiàng)戰(zhàn)略合作協(xié)議，擬在核能、可再生能源以及核電站退役等業(yè)務(wù)領(lǐng)域開(kāi)展合作。
資料顯示，SARENS集團(tuán)在重型起重和工程運(yùn)輸行業(yè)居于全球領(lǐng)先地位，其還承接核電退役工程，目前已完成了兩座美國(guó)核電站的拆除退役工程，正在進(jìn)行兩座德國(guó)核電站的拆除退役工程。
“核電退役”一詞由此走入公眾視線，那么，到底什么是核電退役?按照核電專(zhuān)家的說(shuō)法，核電站退役活動(dòng)是一項(xiàng)涉及核安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和公眾等諸多因素的系統(tǒng)工程，延續(xù)時(shí)間可能要幾十年甚至上百年。
從世界范圍內(nèi)看來(lái)，核電站有了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，而且已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的早期核電站退役。但是從我國(guó)自身情況看來(lái)，核電剛剛重啟，這意味著核電春天剛剛到來(lái)，因而要退役的核電站幾乎沒(méi)有，目前即將退役或者已經(jīng)退役的核設(shè)施只能說(shuō)是早期的一些小型的反應(yīng)堆，還包括一些乏燃料后處理廠、鈾的化工轉(zhuǎn)化和核燃料制造廠以及實(shí)驗(yàn)設(shè)施等。
必須說(shuō)明的是，我國(guó)大型核電站退役的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)等還是很少的，關(guān)于核退役的法規(guī)制度也不甚完善，另外，核退役后產(chǎn)生的大量的中低放廢物，尤其是現(xiàn)在仍未定義和規(guī)定的極低放廢物將會(huì)占有相當(dāng)?shù)臄?shù)量，這就對(duì)我國(guó)的核廢物處置的能力等提出了要求。
在我國(guó)核電發(fā)展的春天到來(lái)之際，在我國(guó)短期內(nèi)規(guī)模化建造核電站的同時(shí)，也是時(shí)候應(yīng)該考慮幾十年后的相當(dāng)數(shù)量核電站規(guī)模化的退役問(wèn)題。
今日，核一君借中廣核與比利時(shí)SARENS集團(tuán)合作之機(jī)，參考研究多份資料，為你全方位梳理核電退役那些事兒，究竟怎么退役?有何難題?未來(lái)又有多大市場(chǎng)可言?既是百科，又是投資，全是干貨，歡迎閱讀!
一、怎么退役?三種方法可選
目前國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)將核設(shè)施退役方法分為三種：立即拆除、安全封存和就地掩埋。
所謂立即拆除，指的是在核設(shè)施安全關(guān)閉后幾個(gè)月或幾年內(nèi)對(duì)部分部件進(jìn)行去污和拆除。
所謂安全封存，指的是將核設(shè)施置于安全封存狀態(tài)數(shù)十年(約30年)，直至其放射性降至一定水平再進(jìn)行去污和拆除。
所謂就地掩埋，指的是把核設(shè)施包括所有放射性物質(zhì)就地永久性掩埋，永遠(yuǎn)無(wú)需拆除。
嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，上述三種方法各有利弊，根據(jù)不同的核設(shè)施退役情況選擇不同的方案。迄今為止，前兩種方法是常用方法，而且這兩種方法可以結(jié)合使用，即立即拆除部分部件，剩余部件則安全封存。
根據(jù)資料，運(yùn)行期滿的核設(shè)施一般在安全關(guān)閉后提交退役申請(qǐng)，申請(qǐng)獲批后正式進(jìn)入退役階段，一般包含5個(gè)步驟：建筑物、系統(tǒng)、設(shè)備去污;系統(tǒng)、設(shè)備拆除;建(構(gòu))筑物拆毀;場(chǎng)址環(huán)境整治;場(chǎng)址移交/封存監(jiān)護(hù)。以前兩種方法結(jié)合為例，將核電站退役總結(jié)為三個(gè)階段：
第一階段為監(jiān)護(hù)封存期。這一階段主要是等待放射性衰變，核電站停止運(yùn)行后，乏燃料元件從堆芯取出于廠內(nèi)存放一段時(shí)間，然后運(yùn)出廠外進(jìn)行處置。
在這一階段，第一道污染屏障保持不動(dòng)，但機(jī)械開(kāi)啟系統(tǒng)(如閥門(mén)、塞子等)將永久性封死，安全殼建筑物保持封閉;為保證核電站處于良好狀態(tài)，要按規(guī)定進(jìn)行監(jiān)測(cè);污染的建筑物應(yīng)保持剩余危險(xiǎn)物的適當(dāng)狀態(tài)，建筑中的氣壓按需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?進(jìn)入廠房?jī)?nèi)部要服從監(jiān)測(cè)和監(jiān)督程序。這時(shí)的設(shè)施要在監(jiān)督之下，而工廠內(nèi)外所需的放射性監(jiān)測(cè)設(shè)備要保持良好的狀態(tài)，以便需要時(shí)使用，并要保證符合國(guó)家法規(guī)要求;通過(guò)檢修來(lái)檢查工廠是否處于良好的狀態(tài)，必要時(shí)還應(yīng)檢查第一道污染屏障和污染廠房中是否有泄漏。
第二階段為局部拆除期或廠址限制性使用。在這一階段，第一道污染的屏障被減到最小尺度，拆除污染屏障內(nèi)易于解體的部件;在去污以后，如輻射安全允許，可以拆除安全殼建筑物，或允許進(jìn)入核建筑物;廠內(nèi)非放射性建筑物可以拆除或用于其他目的;對(duì)廠址仍要按規(guī)定進(jìn)行監(jiān)測(cè)。屏障周?chē)谋O(jiān)督工作可以放松，但應(yīng)該在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候與環(huán)境監(jiān)督一起保持進(jìn)行定期定點(diǎn)檢查，包括對(duì)設(shè)備的監(jiān)測(cè)。
第三階段恢復(fù)建設(shè)前的自然原貌或廠址可無(wú)限制利用。在這一階段，拆除所有有放射性的材料、設(shè)備與部件，其中保留下來(lái)的設(shè)備和部件其污染已被減到可接受的水平;廠址可無(wú)限制使用或恢復(fù)成綠化地帶，廠址不再需要監(jiān)測(cè)。
注意，以上這三個(gè)階段不一定按順序或在一規(guī)定時(shí)期內(nèi)完成，可根據(jù)實(shí)際情況而定。前兩個(gè)階段涉及核廠房?jī)?nèi)放射性物質(zhì)的長(zhǎng)期封存管理，主要為了使放射性衰變到可以接受的水平。經(jīng)過(guò)安全存放期后，拆除設(shè)備工作可變得更安全，總的費(fèi)用也可以節(jié)省，而工作人員受到的照射也可保持在最低水平。
二、有何障礙?四大難題待解
前述已經(jīng)提到，核電站退役活動(dòng)是一項(xiàng)涉及核安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和公眾等諸多因素的系統(tǒng)工程，復(fù)雜程度可想而知，這其中自然存在不少障礙和難題，核一君專(zhuān)門(mén)梳理了核電退役存在的四大難題：
1、退役資金從哪來(lái)?
足夠的退役資金是完成核電站退役的重要前提。
國(guó)際上現(xiàn)在使用三個(gè)寬范圍的類(lèi)別來(lái)估計(jì)退役費(fèi)用:①與退役活動(dòng)有關(guān)的項(xiàng)目，如源項(xiàng)調(diào)查，拆卸、去污、運(yùn)輸和處置工作等費(fèi)用;②與完成退役期限有關(guān)的項(xiàng)目，如退役項(xiàng)目的工程管理、質(zhì)量監(jiān)督、安全保障、許可證申請(qǐng)等費(fèi)用;③特殊項(xiàng)目，如設(shè)備采購(gòu)等。
根據(jù)目前的核電技術(shù)，一座百萬(wàn)千瓦核電站的退役金一般占到核電站最初投資的10%—15%，也就是約為3—5億美元，但實(shí)際上，從國(guó)外經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，一座核電站的退役金要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出這個(gè)比例。
《2012年聯(lián)合國(guó)環(huán)境署年鑒》的一份統(tǒng)計(jì)顯示，2001年，法國(guó)的布雷尼力核電站的退役費(fèi)用預(yù)計(jì)占到最初投資的26%，而到了2008年，這一預(yù)計(jì)費(fèi)用的占比提高到了59%，總金額達(dá)到了最原始預(yù)算的20倍。而在英國(guó)，政府為核電站準(zhǔn)備的退役金，從1970年的200萬(wàn)英鎊、1990年的95億英鎊，提高到2011年的537億英鎊。
企業(yè)職工必須交納養(yǎng)老保險(xiǎn)。類(lèi)似地，核電站“年輕”的時(shí)候也要繳納足夠的“養(yǎng)老金”，積累足夠的退役經(jīng)費(fèi)，保障退役工作的有效開(kāi)展。資金籌措辦法因國(guó)而異，也有多種方案，其中較常用的一種籌集資金方法是通過(guò)從消費(fèi)者支付的電費(fèi)中提取一定的百分?jǐn)?shù)而逐步籌集資金以便退役使用，這是普遍采用的一種方法。
《國(guó)家核電發(fā)展專(zhuān)題規(guī)劃(2005-2020年)》對(duì)核電站的“退役”問(wèn)題作了規(guī)定：電站投入商業(yè)運(yùn)行開(kāi)始時(shí)，即可在核電站發(fā)電成本中強(qiáng)制提取、積累核電站退役處理費(fèi)用。在中央財(cái)政設(shè)立核電站退役專(zhuān)項(xiàng)基金賬戶，在各核電站商業(yè)運(yùn)行期內(nèi)提取。
但是，有關(guān)抽取電費(fèi)的比例以及具體的基金管理問(wèn)題，并未做明確的規(guī)定，有業(yè)內(nèi)人士曾在接受媒體采訪時(shí)坦言，退役資金是從每度電費(fèi)中抽取10%左右。也有人認(rèn)為，如不包含乏燃料的處理費(fèi)用，這一數(shù)值比例對(duì)于核電站退役來(lái)說(shuō)，應(yīng)該過(guò)高。
我國(guó)目前民用核電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的僅為20余年，一般來(lái)說(shuō)，核電站的壽命在40年以上，這離退役的階段依然較遠(yuǎn)。但是從國(guó)外核電站退役的情況看，對(duì)核電退役資金的長(zhǎng)期準(zhǔn)備工作不應(yīng)忽視。
2、退役是否有法可依?
必須說(shuō)明的是，核電站退役必定要在核安全部門(mén)的監(jiān)督和指導(dǎo)下進(jìn)行，因此為退役項(xiàng)目的實(shí)施建立相應(yīng)的法規(guī)制度也就成為必然，這也就要求我國(guó)應(yīng)該有一系列專(zhuān)門(mén)針對(duì)核電站退役的法律法規(guī)，做到有法可依，有章可循，否則核電站退役這一重要步驟將處于無(wú)序狀態(tài)。
核電站退役不是孤立的，應(yīng)該作為一個(gè)系統(tǒng)性的大工程而存，這也就要求我們國(guó)家考慮多方面的因素(經(jīng)濟(jì)效益，環(huán)境影響，技術(shù)條件等)制定有一定針對(duì)性的法規(guī)制度以便于依法制定合理的退役方案。由于退役過(guò)程在安全和退役造成的影響等方面有較大的不確定性，若管理不當(dāng)，監(jiān)督不到位，很可能造成不必要的事故，所以在質(zhì)量安全體系和工程管理監(jiān)督方面也應(yīng)在核退役法規(guī)中有所體現(xiàn)。
但現(xiàn)實(shí)是，我們核電領(lǐng)域連基本法都沒(méi)有，《原子能法》遲遲未出臺(tái)，更何況是核電退役法規(guī)呢?
3、退役技術(shù)達(dá)到了嗎?
退役是一項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)的過(guò)程，在進(jìn)行退役之前必須具備一系列的基本條件，其中之一就是應(yīng)具備所有必要的技術(shù)手段，還要包括一支經(jīng)過(guò)良好訓(xùn)練和有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)隊(duì)伍。
然而，由于我國(guó)的大型核反應(yīng)堆退役的數(shù)量較少，導(dǎo)致我國(guó)大型核電站退役的一些技術(shù)和設(shè)備還有待完善，包括：完整的退役工程方案及相關(guān)的質(zhì)量保證體系;開(kāi)發(fā)去污效果好，產(chǎn)生二次廢物量少的去污技術(shù);開(kāi)發(fā)被污染設(shè)施的解體技術(shù)與工具;減少拆除期間人員受輻照量的防護(hù)措施;建立回收與重新利用的準(zhǔn)則與實(shí)施方案;建立完善的評(píng)價(jià)、驗(yàn)收體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);對(duì)環(huán)境的影響的減少和消除等等
4、廢物該如何處置?
核電站退役過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生放射性廢物。這些廢物，必須嚴(yán)格按照國(guó)家的相關(guān)法律規(guī)定進(jìn)行處理：中低放廢物在符合國(guó)家規(guī)定的區(qū)域?qū)嵭薪乇硖幹茫叻艔U物實(shí)行集中的深地質(zhì)處置。
最令人擔(dān)憂的是對(duì)具有高放射性的乏燃料的處理。數(shù)據(jù)顯示，目前百萬(wàn)千瓦級(jí)電站一年大約產(chǎn)生乏燃料20噸，按照處理費(fèi)用800—1000美元/公斤計(jì)算，每年處理這些乏燃料的資金需要達(dá)到約1600—2000萬(wàn)美元。
核電站退役過(guò)程中產(chǎn)生的核廢料，可依據(jù)其放射性強(qiáng)弱分為三級(jí)。首先是放射性很強(qiáng)的高強(qiáng)度核廢料，主要是核燃料部分產(chǎn)生的，拆除核燃料的工作于第一階段完成。其次是核反應(yīng)堆芯及其附屬設(shè)備產(chǎn)生的中低度核廢料，這部分核廢料所占比例很大，這其中還包括相當(dāng)數(shù)量的極低放射性廢物，對(duì)于這一類(lèi)放射性廢物的研究國(guó)際上各有不同，還沒(méi)有統(tǒng)一的定義。
對(duì)退役中的廢物，完全可以采用同處理核電站正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的廢物一樣的方法來(lái)進(jìn)行處理。拆下的帶有放射性的物質(zhì)先進(jìn)行分類(lèi)，之后送到國(guó)家或地區(qū)核廢物處置庫(kù)。核設(shè)施退役工程施工過(guò)程中，必定會(huì)產(chǎn)生大量放射性活度低于國(guó)家低放廢物規(guī)定水平的極低放廢物，這類(lèi)廢物目前國(guó)家還未出臺(tái)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有規(guī)范的處置方法，而且我國(guó)尚缺乏這一方面的研究，這也將會(huì)作為一個(gè)問(wèn)題而存在。
更重要的是，由于很多核電站都將運(yùn)行中產(chǎn)生的乏燃料暫時(shí)儲(chǔ)存在核電站的水池中，直到核電站關(guān)停，歷年所產(chǎn)生的乏燃料都未被處理，這使得核電站退役，直接面臨一個(gè)難題，那就是如何集中處理這些日積月累下來(lái)的乏燃料。
國(guó)際上對(duì)乏燃料有兩種處理方式，一種是直接把乏燃料當(dāng)作核廢料，經(jīng)過(guò)玻璃固化處理，密封在特殊罐子里直接埋到地層下，美國(guó)、加拿大等幅員遼闊的國(guó)家都采取此種方法。還有一種是經(jīng)過(guò)核廢料處理廠，處理后在進(jìn)行深埋。
中國(guó)對(duì)乏燃料擬采取的是后處理方式，即先把乏燃料送到核廢料處理廠進(jìn)行處理，提取可利用的鈾和钚，然后把剩余廢料玻璃固化，再進(jìn)行地下深埋。
但是，我國(guó)目前的核廢物處置能力還不能很好的滿足近期核電站規(guī)模化建設(shè)后新產(chǎn)生的核廢物，而在幾十年后，我國(guó)九十年代之后建立的核電站的退役所產(chǎn)生的核廢物必定有相當(dāng)?shù)臄?shù)量，這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該給予考慮。因此我國(guó)必須考慮要有足夠的取得許可證的廢物處置庫(kù)，以容納退役時(shí)產(chǎn)生的所有廢物。
目前我國(guó)尚未建成高放射性核廢料(一般指乏燃料)處理廠，只建有兩座中低放射核廢料處置庫(kù)，分別位于甘肅玉門(mén)和廣東大亞灣附近的北龍，而對(duì)高放射性核廢料處理工作尚處于中間試驗(yàn)階段。
其實(shí)，除了退役，核電站其實(shí)還可以延壽，核電站的保守設(shè)計(jì)決定了其本身具有一定的運(yùn)行裕量，這也就使得核電站在達(dá)到設(shè)計(jì)壽命后可以申請(qǐng)繼續(xù)運(yùn)行，即延壽運(yùn)行。但是，核電站延壽必須進(jìn)行定期安全審查，以對(duì)核電站的安全性進(jìn)行充分論證，在確保安全的前提下才能夠批準(zhǔn)。
三、有多大市場(chǎng)?至少1000億美元
上述提到的四大難題即是核電退役市場(chǎng)存在的四個(gè)缺口，有缺口就有想象力，就意味著有市場(chǎng)，有機(jī)構(gòu)曾于2012年發(fā)布的一份報(bào)告顯示，截止到2012年1月，歐洲是全球規(guī)模最大的核電反應(yīng)堆退役市場(chǎng);法國(guó)、英國(guó)和俄羅斯的退役市場(chǎng)規(guī)模分別達(dá)到215億美元、187億美元和135億美元;亞太地區(qū)僅次于歐洲，為203億美元;北美市場(chǎng)規(guī)模最小，為82億美元。
假設(shè)目前全球的商業(yè)核電反應(yīng)堆都在運(yùn)行期滿35年后關(guān)閉并退役，那么到2030年絕大多數(shù)核電反應(yīng)堆都要退役，其中退役市場(chǎng)規(guī)模最大的國(guó)家將是美國(guó)，其次是法國(guó)、日本、俄羅斯、加拿大、英國(guó)、韓國(guó)和德國(guó)。
然而，不同時(shí)期和不同設(shè)計(jì)的核電反應(yīng)堆有時(shí)在運(yùn)行壽期方面也存在差異，而且美、法、俄等國(guó)采取了反應(yīng)堆延壽策略，使大量反應(yīng)堆的壽期少則延長(zhǎng)幾年、多則延長(zhǎng)20年，甚至可能更長(zhǎng)。例如，美國(guó)的100座現(xiàn)役核電機(jī)組大部分已經(jīng)或預(yù)計(jì)將延壽20年，從而使該國(guó)在2030年之前將要進(jìn)入退役階段的機(jī)組預(yù)計(jì)僅有5臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模遠(yuǎn)不及歐洲和亞洲。
綜上所述，到2030年全球預(yù)計(jì)將有200多臺(tái)現(xiàn)役核電機(jī)組關(guān)閉，約占全球現(xiàn)役核電機(jī)組的一半，退役市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)超過(guò)1000億美元。其中，歐洲預(yù)計(jì)將有150臺(tái)現(xiàn)役機(jī)組關(guān)閉，占全球預(yù)期已關(guān)閉機(jī)組總數(shù)的70%左右，屆時(shí)歐洲的核電反應(yīng)堆退役市場(chǎng)規(guī)模估計(jì)將達(dá)到814.84億美元。其次是東亞地區(qū)(主要是日本)，然后是北美地區(qū)(主要是加拿大)。2030年之后，美國(guó)的大部分核電機(jī)組將陸續(xù)達(dá)到延長(zhǎng)后的壽命，隨著這些反應(yīng)堆進(jìn)入關(guān)閉和退役高峰期，全球核電反應(yīng)堆退役市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)保持增長(zhǎng)。
歐、美核反應(yīng)堆退役市場(chǎng)被內(nèi)部企業(yè)牢牢掌控。過(guò)去數(shù)十年來(lái)，世界核退役市場(chǎng)主要在歐洲和美國(guó)，加之技術(shù)含量高等原因，最終形成了歐、美核退役市場(chǎng)被歐、美特別是美、英、法、德等國(guó)退役承包商牢牢把控的局面。其他地區(qū)的退役承包商也有，但要么主要在國(guó)內(nèi)發(fā)展，像俄羅斯;要么實(shí)力還比較弱小，像韓國(guó)和日本。
俄羅斯國(guó)家原子能公司于2009年收購(gòu)了德國(guó)一家專(zhuān)業(yè)核退役和放射性廢物管理服務(wù)公司NUKEM技術(shù)公司，從而打入歐洲核退役市場(chǎng)，該公司的業(yè)務(wù)目前主要分布于東歐、俄羅斯和法國(guó)。近幾年來(lái)，實(shí)力較弱的新晉退役服務(wù)供應(yīng)商也開(kāi)始著眼世界市場(chǎng)，特別是韓國(guó)企業(yè)已小有斬獲。
由這一背景可見(jiàn)，中廣核與比利時(shí)SARENS集團(tuán)簽署的戰(zhàn)略合作協(xié)議自是具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義，中核、國(guó)家電投呢?其他核電企業(yè)也是時(shí)候該對(duì)這龐大的核電退役市場(chǎng)有所動(dòng)作了。(本文首發(fā)于微信平臺(tái)“核你在一起”，微信號(hào)hnzyq1992)
來(lái)源:華夏能源網(wǎng) 作者:歐陽(yáng)凱 揚(yáng)州君昊電氣 m.weiyun8.com 轉(zhuǎn)載此文。
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